紫外線光機能化技術による即時荷重下での歯科矯正用アンカースクリューの安定性の向上

Enhancement of Orthodontic Anchor Screw Stability Under Immediate Loading by Ultraviolet Photofunctionalization Technology.

抄録

目的:

紫外線を用いた光機能化技術は，チタンインプラントのオッセオインテグレーション能力を高めることを目的としている。思春期の矯正治療において，即時荷重プロトコルで矯正用アンカースクリューが緩むことが懸念されている。このin vivo研究の目的は，成長期のラットにおいて，即時荷重下での歯列矯正用チタン製アンカースクリューの骨内安定性と骨-アンカースクリューの接触に対する光機能化の効果を評価することである。

PURPOSE: Ultraviolet (UV)-mediated photofunctionalization technology is intended to enhance the osseointegration capability of titanium implants. There are concerns about orthodontic anchor screws loosening under immediate loading protocols in adolescent orthodontic treatment. The purpose of this in vivo study was to evaluate the effects of photofunctionalization on the intrabony stability of orthodontic titanium anchor screws and bone-anchor screw contact under immediate loading in growing rats.

材料と方法:

6週齢のSprague-Dawley系雄ラットの脛骨近位骨端部に，光機能化前処理を施した，あるいは施さなかったカスタムメイドのチタン製アンカースクリュー（直径1.4 mm，長さ4.0 mm）を留置し，留置後直ちに荷重をかけた。2週間の荷重後，Periotest装置を用いてアンカースクリューの安定性を評価し，電界放出型走査電子顕微鏡を用いたHistomorphometric分析により，骨-アンカースクリュー接触比（BSC）を評価した。

MATERIALS AND METHODS: Custom-made titanium anchor screws (1.4 mm in diameter and 4.0 mm in length) with or without photofunctionalization pretreatment were placed on the proximal epiphysis of the tibial bone in 6-week-old male Sprague-Dawley rats and were loaded immediately after placement. After 2 weeks of loading, the stability of the anchor screws was evaluated using a Periotest device, and the bone-anchor screw contact ratio (BSC) was assessed by a histomorphometric analysis using field-emission scanning electron microscopy.

結果:

無負荷群では、Periotest値（PTV）はUV未処理のネジで25、UV処理のネジで13であった（P < 0.01）が、即時負荷群では、PTVはUV未処理のネジで28、UV処理のネジで16であった（P < 0.05）。UV処理を施した両群では、荷重プロトコルにかかわらず、スクリューの可動性が有意に低下した。BSCは、荷重プロトコルにかかわらず、UV未処理スクリューと比較して、UV処理スクリューでは約1.8倍増加した。

RESULTS: In the unloaded group, Periotest values (PTVs) were ~25 for UV-untreated screws and 13 for UVtreated screws (P < .01), while in the immediate-loading group, PTVs were 28 for UV-untreated screws and 16 for UV-treated screws (P < .05). Significantly less screw mobility was observed in both UV-treated groups regardless of the loading protocol. The BSC was increased ~1.8 fold for UV-treated screws, compared with UV-untreated screws, regardless of the loading protocol.

結論:

光機能化は，骨とアンカースクリューの接触を増加させることにより，成長期ラットの即時荷重下における歯科矯正用アンカースクリューの骨内安定性を向上させた。

CONCLUSION: Photofunctionalization enhanced the intrabony stability of orthodontic anchor screws under immediate loading in growing rats by increasing bone-anchor screw contact.